GIÁO ÁN BÀI 13 NĂNG LƯỢNG CỦA DÒNG ĐIỆN VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN Thời lượng 4 tiết MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 BỘ SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG

GIÁO ÁN BÀI 13 NĂNG LƯỢNG CỦA DÒNG ĐIỆN VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN Thời lượng 4 tiết MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 BỘ SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG GIÁO ÁN BÀI 13 NĂNG LƯỢNG CỦA DÒNG ĐIỆN VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN Thời lượng 4 tiết MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 BỘ SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG GIÁO ÁN BÀI 13 NĂNG LƯỢNG CỦA DÒNG ĐIỆN VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN Thời lượng 4 tiết MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 BỘ SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG GIÁO ÁN BÀI 13 NĂNG LƯỢNG CỦA DÒNG ĐIỆN VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN Thời lượng 4 tiết MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 BỘ SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG GIÁO ÁN BÀI 13 NĂNG LƯỢNG CỦA DÒNG ĐIỆN VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN Thời lượng 4 tiết MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 BỘ SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG GIÁO ÁN BÀI 13 NĂNG LƯỢNG CỦA DÒNG ĐIỆN VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN Thời lượng 4 tiết MÔN KHOA HỌC TỰ NHIÊN 9 BỘ SÁCH KẾT NỐI TRI THỨC VỚI CUỘC SỐNG

BÀI 13 NĂNG LƯỢNG CỦA DÒNG ĐIỆN VÀ CÔNG SUẤT ĐIỆN

(Thời lượng 4 tiết)

Ngày soạn:…… /……/2024

Ngày thực hiện Lớp/TS Tiết

TKB

9A/30

I MỤC TIÊU

1 Kiến thức

– Dòng điện có năng lượng

– Năng lượng điện có thể chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác như nhiệt năng, hoá năng, quang năng, cơ năng,…

– Năng lượng điện trên một đoạn mạch chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác được tính bằng công thức:

W = U.I.t trong đó: W (J) là năng lượng điện; U (V) là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch; I (A) là cường độ dòng điện; t (s) là thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch

– Biểu thức tính công suất điện:

P = U.I

trong đó: U (V) là hiệu điện thế; I (A) là cường độ dòng điện; P (W) là công suất điện

2 Năng lực

2.1 Năng lực khoa học tự nhiên

– Lấy ví dụ để chứng tỏ được dòng điện có năng lượng

– Nêu được công suất điện định mức của dụng cụ điện (công suất mà dụng cụ tiêu thụ khi hoạt động bình thường)

– Tính được năng lượng của dòng điện và công suất điện trong trường hợp đơn giản

2.2 Năng lực chung

– Chủ động trình bày ý kiến, thảo luận để tính số tiền điện cần chi trả

3 Phẩm chất

– Có trách nhiệm trong hoạt động nhóm, chủ động nhận và thực hiện nhiệm vụ được giao

II THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU

– Các hình ảnh: (1) ảnh chụp hộp bóng đèn, (2) ảnh chụp hộp ấm đun nước (có thể dùng hình ảnh chụp hộp các thiết bị dùng điện khác)

– Máy tính, máy chiếu, PowerPoint hỗ trợ bài giảng.

– Điện thoại có chức năng chụp ảnh

III TIẾN TRÌNH DẠY HỌC

1 Hoạt động 1: Mở đầu

a) Mục tiêu

– Nhận biết được ý nghĩa các thông số kĩ thuật của một thiết bị điện

b) Tiến trình thực hiện

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV tổ chức cho HS đọc tình huống mở đầu:

Mở đầu trang 64 Bài 13 KHTN 9: Gia đình em thường sử

dụng những loại bóng đèn điện nào để thắp sáng? Em có biết

ý nghĩa của các số liệu ghi trên nhãn bóng đèn điện hay

không?

– GV thực hiện:

+ Chiếu các hình ảnh (1), (2)

+ Yêu cầu HS quan sát và cho biết ý nghĩa của các số liệu ghi

trên các hộp các thiết bị điện

Trả lời Mở đầu trang 64 Bài 13 KHTN 9:

Gia đình em thường sử dụng những loại bóng đèn điện để thắp sáng như: Đèn sợi đốt, đèn huỳnh quang, đèn LED Trên nhãn dán bóng đèn thường ghi giá trị hiệu điện thế định mức và công suất định mức

Ví dụ: 220 V – 15 W ghi trên bóng đèn cho ta biết nếu ta cung cấp một hiệu điện thế đúng bằng hiệu điện thế định mức của bóng đèn thì nó hoạt động bình thường với công suất định mức 15 W

– Câu trả lời của HS: + Số liệu có đơn vị V cho biết hiệu điện thế đặt vào hai đầu của thiết bị

+ Số liệu có đơn vị W cho

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ học tập

– HS làm việc cá nhân, quan sát hình ảnh, suy nghĩ để trả lời

câu hỏi của GV

Bước 3: Báo cáo kết quả và thảo luận

– Đại diện 2 HS trình bày câu trả lời

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ

– GV nhận xét chung và dẫn dắt vào bài mới GV có thể dẫn

dắt: Mỗi thiết bị điện sử dụng hằng ngày đều có các thông số

kĩ thuật cho biết các đại lượng như hiệu điện thế đặt vào hai

đầu thiết bị, công suất tiêu thụ năng lượng điện của thiết bị

đó trong điều kiện chúng hoạt động bình thường Bài học

hôm nay chúng ta cùng tìm hiểu về năng lượng của dòng

điện và công suất tiêu thụ để có được những hiểu biết rõ

ràng hơn và có thể lựa chọn các thiết bị điện vừa phù hợp

với nhu cầu sử dụng vừa tiết kiệm năng lượng điện.

biết công suất của thiết bị.

2 Hoạt động 2: Hình thành kiến thức

2.1 Năng lượng điện

a) Mục tiêu

– Lấy ví dụ để chứng tỏ được dòng điện có năng lượng

– Viết được công thức tính năng lượng điện trên một đoạn mạch được chuyển hoá thành các dạng năng lượng khác

b) Tiến trình thực hiện

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

– GV yêu cầu HS lấy ví dụ chứng tỏ dòng

điện có năng lượng

Câu hỏi trang 64 KHTN 9:

1 Tìm ví dụ trong thực tế chứng tỏ dòng

điện có năng lượng

2 Những thiết bị tiêu thụ điện sau đây hoạt

động nhờ có năng lượng điện (điện năng):

đèn dây tóc, quạt điện, đèn huỳnh quang

(đèn ống), bàn là điện, nồi cơm điện Năng

lượng điện sử dụng trong các thiết bị này đã

chuyển hóa thành các dạng năng lượng nào?

- Yêu cầu HS nêu công thức tính năng lượng

điện trên một đoạn mạch

I – Năng lượng điện Trả lời Câu hỏi trang 64 KHTN 9:

1 Ví dụ trong thực tế chứng tỏ dòng điện

có năng lượng:

- Dòng điện chạy qua bàn là làm bàn là nóng lên để là quần áo

- Dòng điện chạy qua bóng đèn làm nó vừa phát sáng, vừa nóng lên sau thời gian

sử dụng

2

Dụng cụ Chuyển hóa điện năng

thành

Đèn dây tóc Quang năng và nhiệt

năng Quạt điện Cơ năng và nhiệt năng Đèn huỳnh

quang (đèn ống)

Quang năng và nhiệt năng (không đáng kể) Bàn là điện Nhiệt năng và quang

năng (đèn báo) Nồi cơm điện Nhiệt năng và quang

năng (đèn báo)

* Kết luận:

- Năng lượng điện trên một đoạn mạch được chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác, xác định bởi biểu thức:

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ học tập

– HS nhớ lại kiến thức về tác dụng của dòng

điện trong chương trình Khoa học tự nhiên

8, suy nghĩ và tìm các ví dụ theo yêu cầu của

GV

Bước 3: Báo cáo kết quả và thảo luận

– GV sử dụng kĩ thuật Công não, thu thập

câu trả lời của HS, các câu trả lời được ghi

nhanh lên bảng

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm

vụ

– GV thực hiện:

+ Thông báo: Các tác dụng của dòng điện

như tác dụng nhiệt, tác dụng phát sáng,

chứng tỏ năng lượng của dòng điện đã được

chuyển hoá thành các dạng năng lượng

khác.

+ Nhận xét các câu trả lời của HS đưa ra.

+ Thông báo công thức tính năng lượng điện

trên một đoạn mạch được chuyển hoá thành

các dạng năng lượng khác

W = U.I.t trong đó: W (J) là năng lượng điện; U (V)

là hiệu điện thế giữa hai đầu đoạn mạch; I (A) là cường độ dòng điện; t (s) là thời gian dòng điện chạy qua đoạn mạch

2.2 Công suất điện và công suất điện định mức

a) Mục tiêu

– Viết được công thức tính công suất điện của một đoạn mạch

– Nêu được công suất điện định mức của dụng cụ điện (công suất mà dụng cụ tiêu thụ khi hoạt động bình thường)

– Tính được năng lượng của dòng điện và công suất điện trong trường hợp đơn giản

b) Tiến trình thực hiện

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

– GV yêu cầu HS đọc thông tin mục

II-SGK/ tr.64 và mục III-II-SGK/tr.65, thảo

luận theo cặp nêu được:

+ Định nghĩa công suất điện, công suất

điện định mức.

+ Biểu thức tính công suất điện

Câu hỏi trang 64 KHTN 9:

1 Tính năng lượng điện mà động cơ

điện một chiều tiêu thụ trong thời gian

30 phút, biết hiệu điện thế giữa hai đầu

động cơ là 12 V và cường độ dòng điện

chạy qua động cơ là 0,5 A

2 Hiệu điện thế giữa hai đầu dây tóc

II – Công suất điện

- Định nghĩa: Năng lược của dòng điện chạy qua một đoạn mạch trong một đơn vị thời gian gọi là công suất điện

- Biểu thức tính công suất điện:

P = U.I

trong đó: U (V) là hiệu điện thế; I (A) là cường độ dòng điện; P (W) là công suất điện

III - Công suất điện định mức

- Định nghĩa: Công suất điện định mức của

một thiết bị tiêu thụ điện là công suất là thiết

bị tiêu thụ điện khi hoạt động bình thường

Trả lời Câu hỏi trang 64 KHTN 9:

một bóng đèn sợi đốt là 3,5 V, điện trở

của dây tóc bóng đèn khi phát sáng

là 12Ω Năng lượng điện mà bóng đèn

tiêu thụ trong 4 phút là bao nhiêu?

Câu hỏi trang 65 KHTN 9: Tính công

suất điện của một bóng đèn và năng

lượng điện mà bóng đèn tiêu thụ trong 3

h Biết hiệu điện thế giữa hai đầu bóng

đèn là 220 V và cường độ dòng điện

chạy qua bóng đèn là 0,3 A

Câu hỏi trang 65 KHTN 9:

1 Giải thích các chữ số ghi trên các thiết

bị tiêu thụ điện dưới đây:

- Bóng đèn pin: 2,5 V - 2,5 W;

- Bàn là điện: 220 V - 1 000 W;

- Bóng đèn sợi đốt: 110 V - 100 W;

2 Một bóng đèn điện 220 V - 60 W, nếu

được dùng đúng công suất điện định

mức thì năng lượng điện mà bóng đèn

tiêu thụ trong 4 giờ là bao nhiêu? Cường

độ dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn

là bao nhiêu?

1 Năng lượng điện mà động cơ điện một chiều tiêu thụ là:

W = U.I.t = 12 0,5 30 60 = 10800 J

2 Năng lượng điện mà bóng đèn tiêu thụ là:

W = U.I.t = U2

R t = 3,52

12 4 60 = 245J

Trả lời Câu hỏi trang 65 KHTN 9:

Công suất điện của một bóng đèn là:

P = U.I = 220 0,3 = 66W Năng lượng điện mà bóng đèn tiêu thụ là:

W = U.I.t = P t = 66 3 3600 = 712800 J

Trả lời Câu hỏi trang 65 KHTN 9:

1

- Khi cung cấp hiệu điện thế định mức 2,5 V thì bóng đèn pin hoạt động bình thường với công suất định mức 2,5 W

- Khi cung cấp dòng điện có hiệu điện thế 220

V đúng bằng hiệu điện thế định mức của bàn

là thì bàn là hoạt động bình thường cho công suất định mức là 1 000 W

- Khi bóng đèn được cung cấp nguồn điện có hiệu điện thế đúng bằng hiệu điện thế định mức 220 V ghi trên đèn thì bóng đèn sẽ hoạt động bình thường với công suất bằng công suất định mức ghi trên nhãn 100 W

2 Năng lượng điện mà bóng đèn tiêu thụ là:

W = P t = 60 4 3600 = 864000 J Cường độ dòng điện chạy qua dây tóc bóng đèn là: I = P / U = 22060 = 113 (A)

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ học tập

– HS thảo luận cặp đôi, thực hiện nhiệm

vụ học tập, trình bày lời giải vào vở

Bước 3: Báo cáo kết quả và thảo luận

– 02 HS đứng tại chỗ trình bày

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện

nhiệm vụ

– HS nhận xét bài trình bày trên bảng

của bạn, nêu ý kiến khác (nếu có)

– GV nhận xét chung kết quả thực hiện

nhiệm vụ của HS, chốt kiến thức: công

thức tính công suất điện và công suất

định mức của dụng cụ điện

3 Hoạt động 3: Luyện tập và vận dụng

a) Mục tiêu

– Tính được điện năng tiêu thụ và số tiền điện cần chi trả

– Chủ động trình bày ý kiến, thảo luận để tính số tiền điện cần chi trả

b) Tiến trình thực hiện

Bước 1: Chuyển giao nhiệm vụ

- GV tổ chức cho HS thực hiện các bài tập/câu

hỏi:

+ GV thực hiện chia nhóm HS: tối đa 6

HS/nhóm

+ Bài tập tình huống: Một sinh viên thuê

phòng trọ ở Hà Nội Sinh viên này dùng các

thiết bị điện và thời gian sử dụng trung bình

trong 1 ngày như sau:

Bóng đèn sợi đốt

220 V – 40 W

Nồi cơm điện

220 V – 1000 W

Máy sấy tóc 220

V – 1200 W

Ấm đun nước 220

V – 1500 W

Biết các thiết bị đều hoạt động bình thường

khi sửa dụng Chủ phòng trọ tính 2 500 VNĐ/

số điện Tính số tiền điện mà sinh viên này

cần trả cho chủ phòng trọ trong 1 tháng (30

ngày).

+ Em có thể trang 66 KHTN 9: Tính được

năng lượng điện dùng trong gia đình tiêu thụ

hàng tháng và số tiền gia đình phải trả cho

* Bài tập tình huống:

– Điện năng các thiết bị tiêu thụ trong 1 tháng:

+ Bóng đèn:

W1= P 1 t1= 40.5.60.60.30 = 2,16 107J + Nồi cơm điện:

W2= P 2 t2 = 1000.50.60.30 = 9 10 7J + Máy sấy tóc:

W3= P 3 t3= 1200.5.60.30 = 1,08 107J +

Ấm đun nước:

W4= P4.t4= 1500.10.60.30 = 2,7 107J – Tổng điện năng tiêu thụ:

W = W1+ W2+ W3+ W4= 14,94.107J – Tổng số điện trong 1 tháng:

N = W

– Tiền điện phải trả: N.2 500 = 103

750 đồng

* Trả lời Em có thể trang 66 KHTN 9:

Năng lượng điện dùng trong gia đình tiêu thụ một tháng = tổng năng lượng tiêu thụ của từng thiết bị điện trong một tháng

Công ty Điện lực Năng lượng tiêu thụ của một thiết bị

điện trong một tháng là

W = U.I.t = P t (với t tháng = 30 ngày

24 giờ 3600 giây) Đổi đơn vị: 1 J = 1 W.s = 3,6 kW.h

Số tiền điện gia đình phải trả cho Công

ty Điện lực là

Số tiền = số kW.h x tiền điện/1 số

Bước 2: Thực hiện nhiệm vụ học tập

– HS thảo luận nhóm, thực hiện nhiệm vụ học

tập, trình bày lời giải vào vở

– GV hướng dẫn HS tham khảo phần Em có

biết để tính số điện, chụp ảnh bài làm của một

số HS thuộc các nhóm khác nhau

- Lưu ý đổi 1kWh = 3,6.10 6 Jun

Bước 3: Báo cáo kết quả và thảo luận

– GV chiếu nhanh một số bài làm của HS các

nhóm

– Đại diện 01 nhóm HS trình bày lời giải

Bước 4: Đánh giá kết quả thực hiện nhiệm vụ

– HS nêu nhận xét (nếu có)

– GV nhận xét chung và chốt đáp án

IV KẾ HOẠCH ĐÁNH GIÁ

Hình thức đánh

giá

PP đánh giá Công cụ đánh giá Ghi Chú

- Thu hút được sự

tham gia tích cực

của người học

- Gắn với thực tế

- Tạo cơ hội thực

hành cho người học

- Sự đa dạng, đáp ứng các phong cách học khác nhau của người học

- Hấp dẫn, sinh động

- Thu hút được sự tham gia tích cực của người học

- Phù hợp với mục tiêu, nội dung

- Báo cáo thực hiện công việc

- Phiếu học tập

- Hệ thống câu hỏi

và bài tập

- Trao đổi, thảo luận

V HỒ SƠ DẠY HỌC (Đính kèm các phiếu học tập/bảng kiểm )

PHIẾU BÀI TẬP GIAO VỀ NHÀ

13.1 Trên một bóng đèn có ghi 12 V – 6 W Đèn này được sử dụng với đúng hiệu điện thế định mức Hãy tính:

a) Điện trở của đèn khi đó

b) Điện năng mà đèn sử dụng trong 5 giờ

Phương pháp giải: Vận dụng kiến thức về định luật OHM và năng lượng của dòng điện Lời giải chi tiết:

Điện trở của đèn khi đó là: R = U2

P = 122

6 = 24 (Ω) Điện năng mà đèn sử dụng trong 5 giờ là: A = P.t = 6.5.60.60 = 108000 (J)

13.2 Một bóng đèn có ghi 220 V – 100 W được mắc vào hiệu điện thế 220 V Biết đèn được sử dụng trung bình 4 giờ một ngày Điện năng tiêu thụ của bóng đèn này trong 30 ngày là bao nhiêu?

A 12 kW.h

B 400 kW.h

C 1 440 kW.h

D 43 200 kW.h

Phương pháp giải: Vận dụng kiến thức về điện năng tiêu thụ

Lời giải chi tiết:

Điện năng tiêu thụ của bóng đèn này trong 30 ngày là:

A = P.t = 100.30.4 60 60

Đáp án A

13.3 Cường độ dòng điện chạy trong bóng đèn nào trong hai mạch điện ở Hình 13.1 lớn hơn? Bóng đèn nào có điện trở lớn hơn?

Phương pháp giải: Vận dụng kiến thức về mạch điện

Lời giải chi tiết:

I1 = P1

U1 = 124 = 3 (A)  R1 = U1

I1 = 43 (Ω))

I2 = P2

U2 = 126 = 2 (A)  R2 = U2

I2 = 62 = 3(Ω)) Vậy I1 lớn hơn; R2 lớn hơn.

13.4 Hai đoạn dây dẫn, mỗi đoạn có điện trở 5 Ω) Ban đầu hai điện trở mắc nối tiếp, sau

đó được mắc song song Trong cả hai trường hợp đều mắc đoạn mạch vào hiệu điện thế 4,5 V Xét trong cùng một thời gian, với trường hợp nào thì điện năng tiêu thụ lớn hơn

và lớn hơn bao nhiêu lần?

Phương pháp giải: Vận dụng kiến thức về điện năng tiêu thụ.

Lời giải chi tiết:

A nt = U

2

R nt t

A¿/¿¿ = U2

R¿/¿¿ t

=> A nt

A¿/¿¿ = R¿/¿

R nt

¿ = 2,510 = 14 Vậy điện năng tiêu thụ ở trường hợp mắc song song lớn hơn 4 lần

13.5 Có thể dùng sơ đồ mạch điện nào dưới đây (Hình 13.2) để xác định công suất tiêu thụ điện trên điện trở R?

A Sơ đồ 1

B Sơ đồ 2

C Sơ đồ 3

D Sơ đồ 4

Phương pháp giải: Vận dụng kiến thức về công suất tiêu thụ

Lời giải chi tiết: Dùng sơ đồ mạch điện 4 để xác định công suất tiêu thụ điện trên điện trở R

Đáp án: D

13.6 Ba điện trở được mắc theo sơ đồ mạch điện ở Hình 13.3 So sánh công suất tiêu thụ điện trên điện trở R3 và trên điện trở R1 khi đóng khoá K.

Phương pháp giải: Vận dụng kiến thức về công suất tiêu thụ

Lời giải chi tiết:

Khi đóng khóa K:

P1 = U

2

R1

U2R3 = 42 = 2

Công suất điện trên R3 lớn hơn công suất điện trên R1(P3=2 P 1)

13.7 Một mạch điện được mắc như Hình 13.4 Xác định cường độ dòng điện chạy trong mạch và công suất tiêu thụ điện trên điện trở R2 khi đóng khoá K.

Phương pháp giải: Vận dụng kiến thức về công suất tiêu thụ

Lời giải chi tiết:

Khi đóng khoá K:

Cường độ dòng điện chạy trong mạch là: I = U R = 5+1520 = 1 (A)

P2 = I 2 R2 = 1 2 15 = 15 (W)

13.8 Trên bóng đèn dây tóc Đ1 có ghi 220 V – 100 W và trên bóng đèn dây tóc Đ2 có ghi

220 V – 40 W

a) So sánh điện trở của hai bóng đèn khi chúng sáng bình thường

b) Mắc nối tiếp hai bóng này vào hiệu điện thế 220 V thì đèn nào sáng hơn vì sao? Tính điện năng mà mạch điện này sử dụng trong 1 giờ Cho rằng điệu trở của các bóng đèn có giá trị như khi chúng sáng bình thường

c) Mắc song song hai bóng đèn này vào hiệu điện thế 220V thì đèn nào sáng hơn, vì sao? Tính điện năng mà mạch điện này sử dụng trong 1 giờ

Phương pháp giải: Vận dụng kiến thức về mạch điện

Lời giải chi tiết:

a) Đèn sáng bình thường, tức là đúng công suất định mức:

R1 = U1

2

P1 = 2202

100 = 484 (Ω))

R2 = U22

P2 = 2202

40 = 1210 (Ω))

=> R2 > R1

b) Đèn Đ2 sáng hơn.Vì khi mắc nối tiếp hai đèn, đèn Đ2 có điện trở lớn hơn nên hiệu điện thế giữa hai đầu đèn lớn hơn, do đó công suất tiêu thụ lớn hơn